Тема № 1 Відомості з внутрішньої та зовнішньої балістики Заняття № 1 Основні положення зовнішньої та внутрішньої балістики.
1.Явище пострілу та його періоди. Початкова швидкість польоту кулі (снаряду) та її практичне значення.
Внутрішня та зовнішня балістика
Балістика-це наука про рух снаряду (кулі, міни, гранати) при стрільбі. Розрізняють внутрішню та зовнішню балістику.
Внутрішня балістика-це військова технічна дисципліна, яка вивчає закони руху снаряду в каналі ствола зброї і процеси, які супроводжують цей рух
Зовнішня балістика це наука, яка вивчає рух снаряду в повітрі після припинення дії на нього порохових газів та сили які діють на цей снаряд.
Під час згорання бойового (порохового) заряду в вогнепальній зброї тільки 25-40% теплової енергії використовується на основну роботу – надання снаряду поступального руху, більш ніж 50% енергії губиться з пороховими газами, які вилітають, а решта йде на допоміжну роботу та нагрівання стволу.
Постріл зі зброї-це процес кидання снаряду (кулі) з каналу ствола під дією порохових газів. Постріл – складний термодинамічний і газодинамічний процес дуже швидкого майже миттєвого перетворення хімічної енергії пороху спочатку в теплову, а потім в кінетичну енергію порохових газів, які приводять снаряд (кулю) та зброю у рух. Постріл зі зброї характеризується наступними параметрами:
1.Тривалість пострілу дорівнює 0,001-0,01 секунди ;
2.Найбільший тиск порохових газів РM дорівнює 3000х105 – 4500х105 Н/м2 і більше ( в стрілецькій зброї 3000 х105 Н/м2 );
3.Температура газів Т=2500-3500˚ К в момент їх утворення і Т=1500-2000˚ в момент вильоту снаряда з каналу ствола;
4.Найбільше прискорення (перевантаження) снарядів складає 15000 g ( g- прискорення вільного падіння ) і більше;
5.Швидкість обертання снарядів під час вильоту з нарізних гармат для придання їм стійкості в польоті дорівнює 300-400 об/с; гвинтівочних куль – 3000-3500 об/с;
6.Початкова швидкість V˚ каліберних снарядів і куль складає 700-1000 м/с, підкаліберних снарядів 1400-1600 м/с і більше.
Попередній період триває від початку горіння заряду до початку руху снаряду (кулі)-(мал.1.) Умовно вважають, що горіння пороху в цей період відбувається в постійному об’ємі. В кінці періоду утворюється тиск форсування, необхідний для того, щоб зрушити снаряд (кулю) з місця і подолати опір ведучого пояска снаряду (оболонки кулі) врізанню в нарізи ствола. В залежності від маси снаряду і опору при врізанні тиск форсування для різного виду зброї може бути від 250х105 до 500х105 Н/м2
Перший (основний) період триває від початку форсування руху снаряду до моменту повного згорання заряду (пороху). На початку періоду заснарядний (закульний) об’єм із-за малої швидкості снаряду (кулі) збільшується повільніше, ніж відбувається приток газів Тому тиск підвищується і досягає найбільшого значення Pм , коли снаряд проходить шлях в стволі Lм= 4-10 калібрів зброї. Цей тиск називається максимальним. В подальшому завдяки значному збільшенню швидкості снаряду (кулі) і за снарядного простору тиск падає. В кінці горіння пороху тиск PK складає приблизно 2/3 максимального ( Рк≈ 2/3 Pм ). Швидкість в цей момент складає приблизно 3/4 дульної .
Другий період триває від моменту повного згорання заряду (пороху) до моменту вильоту снаряда (кулі) з каналу ствола. Стиснуті та нагріті гази продовжують впливати своїм тиском на снаряд, хоч приток газів припинився. Спад тиску відбувається швидше ніж в кінці першого періоду. Дульний тиск складає Рд ≈ 1/5 Рм у гармати і Рд ≈ 1/5 Рм у стрілецької ( під гвинтівочний патрон ) зброї. У коротко ствольної зброї ( наприклад у пістолетів ) другий період практично відсутній тому, що куля вилітає з зброї раніше ніж згорає пороховий заряд.
В третьому періоді (періоді післядії) гази, які витікають з каналу стволу з швидкістю 1200-2000 м/с і більше, продовжують впливати на снаряд до того моменту поки сила їх тиску не буде врівноважена силою опору повітря, яка діє
н
а
снаряд. В цей період під дією газів
снаряд продовжує ще розганятися на
ділянці 5-10 м, а куля на ділянці в декілька
десятків сантиметрів.
Після проходження дульного зрізу зброї снаряд (куля) має дульну швидкість Vд, а в кінці після дії максимальну Vм. В таблицях стрільби і тактико-технічних характеристиках позначується значення початкової швидкості. Початкова швидкість V˚- це умовна швидкість, яка знаходиться способом розрахунку. Дослідним шляхом на деякій відстані від дульного зрізу ствола заміряється швидкість V, а потім ця швидкість шляхом розрахунку приводиться до дульного зрізу без обліку впливу післядії порохових газів. Тому її значення має величину декілька меншу максимальної і більше дульної (мал.2).
Початкова швидкість є однією з важливіших балістичних характеристик зброї. При збільшенні значення V˚ збільшується відстань польоту кулі, відстань прямого пострілу, убивча та пробивна дія кулі, а також зменшується вплив зовнішніх умов на її політ. Значення початкової швидкості кулі залежить від довжини ствола ваги кулі, ваги, температури і вологості порохового заряду, форми та розмірів зерен пороху та щільності заряджання.
Чим довше ствол, тим більший час на кулю діють порохові гази і тим більше значення початкової швидкості. При постійній довжині стволу і значенні ваги порохового заряду початкова швидкість тим більше, чим менше вага кулі. Зміна ваги порохового заряду впливає на утворення кількості порохових газів, а значить і на значення тиску в каналі стволу і початкової швидкості. Чим більше вага порохового заряду початкова швидкість тим більше, чим менше вага кулі. Зміна ваги порохового заряду впливає на утворення кількості порохових газів, а значить і на значення тиску в каналі стволу і початкової швидкості.
Чим більше вага порохового заряду, тим більший максимальний тиск і початкова швидкість кулі. З підвищенням температури порохового заряду збільшується швидкість горіння пороху, а тому збільшується максимальний тиск і початкова швидкість кулі. При зниженні температури заряду початкова швидкість зменшується. Збільшення (зменшення) початкової швидкості викликає збільшення (зменшення) відстані польоту кулі. В зв’язку з цим необхідно враховувати поправки відстані на температуру повітря і заряду (температура заряду приблизно дорівнює температурі повітря).
У всіх сучасних зразках зброї для кидання снаряду (кулі) використовується енергія порохового заряду, який згорає при пострілі. Таку зброю називають вогнепальною. При стрільбі з неї для виконання кожного чергового пострілу потрібно перезарядити зброю новим патроном і запалити його пороховий заряд. В гвинтівках і карабінах старих зразків всі операції перезаряджання виконуються стрільцем вручну. Така зброя називається неавтоматичною. В сучасній стрілецькій зброї для виконання всіх операцій перезаряджання використовується частина енергії порохових газів, які утворюються при пострілі. Така зброя називається автоматичною.
Так, наприклад, під час стрільби з автомата Калашникова частина порохових газів під час пострілу проходить через отвір в стволі і потрапляє в газову камору і тисне на газовий поршень затворної рами (мал. 3).
Затворна рама відходить назад, відкриває затвор і ствол; викидач затвора вилучає гільзу з патронника, яка відображається об виступ і вилітає назовні. Затворна рама, рухаючись назад стискає зворотну пружину, потім повертається в переднє положення, подає черговий патрон з магазину в патронник і закриває канал ствола. Таким чином автоматика працює за принципом використання енергії частини порохових газів, які підводяться через отвір в стінці каналу ствола. На цьому принципі заснована робота автоматики всіх зразків стрілецької зброї конструкції Калашникова, снайперської гвинтівки Драгунова та багатьох інших.
